橡胶油基础知识

关于橡胶油基础知识橡胶油的定义在橡胶制品生产过程中加入的油称为橡胶油按使用对象分：橡胶填充油制造SBR1712SBR1778SSBR5525-1TUFDENE4350中填充的油橡胶操作油NO.2油NO.3油NO.5油413油TDAE油

橡胶本身的硬度较高，若再加入其它填料或骨架材料，橡胶的硬度会更高，在胶料中加入一定量的橡胶油，可以使制品柔软又具有良好的弹性。从此意义上讲，橡胶油又称橡胶软化剂。第2页,共55页，2024年2月25日，星期天橡胶油分类按分子结构和组成不同分：链烷类油：把链烷烃的碳原子数占整个油的碳原子数的50%以上如：NO.5油环烷类油：环烷环碳原子数占30%~40%如：NO.3油413油

芳香类油：芳香环碳原子数占35%以上如：NO.2油TDAE油

第3页,共55页，2024年2月25日，星期天链烷烃环烷烃矿物油主要分子成分第4页,共55页，2024年2月25日，星期天芳香烃矿物油主要分子成分多环芳香烃第5页,共55页，2024年2月25日，星期天知名厂家橡胶油是橡胶行业中仅于生胶和碳黑的第三大材料我国橡胶油的知名品牌有昆仑牌

国外知名品牌有壳牌（Shell）太阳油（Sun）尼纳斯（Nynas）第6页,共55页，2024年2月25日，星期天目录橡胶油的分类橡胶油的物理性质三大类橡胶油性能比较和使用范围环保操作油替代DAE油油对加工性能和物性的影响第7页,共55页，2024年2月25日，星期天和橡胶相容性好挥发性小加工性、操作性良好对硫化胶的物理性能无坏的影响乳化性能好污染性小稳定性好来源充沛、价格低廉理想的橡胶油第8页,共55页，2024年2月25日，星期天产品牌号颜色/号运动黏度（40℃）/mm2·s-1运动黏度（100℃）/mm2·s-1闪点（开口）/℃密度（20℃〕/g·cm-3折光率（h020）苯胺点/℃碳型%CPCNCAshell3710.579.28.102150.8981.489/53461.0sun2350.549.86.352040.8811.482/60364克炼YT-60.560.36.211870.8981.48585~10054524克炼YT-101.0147.010.852150.9071.48590~10552453中油KN4006055.166.0151820.8951.48796.048520中油KN40080.599.018.2712000.8991.48997.450500中油KN4010/160.610.292080.9011.491110.652480橡胶油性能指标第9页,共55页，2024年2月25日，星期天橡胶油的物理性质密度

黏度粘度是衡量油和聚合物之间是否适应的一个大致标准，同时也用以反映油品的流动特性。粘度既影响胶料的塑性又影响硫化胶的物理机械性能，使用低粘度芳烃油，能使硫化胶具有较低的硬度和低温弹性，但挥发损失大；使用高粘度的芳烃油能提高硫化胶的拉伸强度、拉断伸长率，降低定伸应力，但耐寒性和弹性降低。

第10页,共55页，2024年2月25日，星期天倾点和凝点

倾点指石油产品在规定的实验仪器和条件下冷却到液体不移动后缓慢升温到开始流动时的最低温度。凝点是指使用产品在规定的实验仪器和条件下冷却到液面不移动时的最高温度。

环烷油的倾点和凝点最低，低温性能最好。选用倾点和凝点较低的橡胶油，能提高胶料的耐寒性和低温物理性能。橡胶油的物理性质第11页,共55页，2024年2月25日，星期天

苯胺点

指将等体积的苯胺与油混合后相互溶解为均一溶液的最低温度。

相似相溶，温度越高溶解越快。苯胺点高低可以大致反映油品的极性大小及油品的组成

链烷类饱和烃类

>环烷烃类>芳香烃类

苯胺点高，芳烃含量小，与橡胶相容性不好，反之，苯胺点越低表示芳烃含量越高，与橡胶相容性越好，加工工艺性能越好

橡胶油的物理性质第12页,共55页，2024年2月25日，星期天

折光率

链烷烃类<环烷烃类<芳香烃类

相对分子质量越大，折光率越大。闪点闪点是芳烃油的不可缺少的重要指标，既关系挥发性的大小又是橡胶配炼，加工以及贮存时安全管理上的一个重要指标橡胶油的物理性质第13页,共55页，2024年2月25日，星期天

粘重常数

一般来说：芳香烃含量与粘重常数成正比，橡胶油精练程度与粘重常数成反比。

碳型分析又称碳型结构，描述橡胶油中链烷烃碳数，环烷烃碳数，芳香烷烃碳数占总碳数的比例。

蒸发损失

260nm紫外吸光度橡胶油对光的敏感以芳烃含量来衡量。吸光度<0.5，橡胶油的颜色稳定性就较好。橡胶油的物理性质第14页,共55页，2024年2月25日，星期天

稠环芳烃含量测定方法有：IP346，高压液相色谱（HPLC）和气相色谱（GC）。IP346是测定溶解于DMSO中物质的含量。

橡胶油的物理性质第15页,共55页，2024年2月25日，星期天光稳定性

橡胶制品生产厂通常比较注重橡胶油的光稳定性尤其在紫外光照射下会发生黄变，交联，硬化变质。

热稳定性

温度升高会使氧化反应的速率增大，橡胶在高温加工时由于分子降解而使胶料的性能下降。橡胶油的物理性质第16页,共55页，2024年2月25日，星期天三大类橡胶油性能比较

石蜡基类抗臭氧性能和光稳定性能较好，乳化性，相容性和低温性相对较差

芳香基类与橡胶的相容性最好，所生产的橡胶产品强度高，可大量加入，价格低廉，但颜色深，污染大，毒性大

环烷基类兼有石蜡基和芳香基的特点，其乳化性和相容性较好，且不污染，无毒，适应橡胶的种类较多，应用广泛。芳香基橡胶油是世界公认的致癌物最理想的橡胶油环保要求的提高，必将逐步受到限制第17页,共55页，2024年2月25日，星期天项目石蜡基橡胶油环烷基橡胶油芳香基橡胶油低温性良好~极好良好良~不良加工性良~良好良好极好不污染性极好极好~良好不良硫化速率慢中快回弹性良好~极好良好良~良好拉伸强度良好良好良好定伸应力良好良好良好硬度良好良好良好生热低~中中高橡胶油的性能比较项目石蜡基橡胶油环烷基橡胶油芳香基橡胶油低温性良好~极好良好良~不良加工性良~良好良好极好不污染性极好极好~良好不良硫化速率慢中快回弹性良好~极好良好良~良好拉伸强度良好良好良好定伸应力良好良好良好硬度良好良好良好生热低~中中高第18页,共55页，2024年2月25日，星期天三类橡胶油使用范围

遵循相似相容原理芳香基橡胶油主要用于SBR和BR充油橡胶的生产，可以用于SBR，BR，NR，CR橡胶制品的生产

石蜡基橡胶油主要用于EPM，EPDM和IIR等充油橡胶的生产

环烷基橡胶油主要用于SBS，SBR，BR充油橡胶的生产，可以用于SBS，SBR，BR和NR等热塑性弹性体及橡胶制品的生产，广泛用于IIR，IR，EPM，EPDM等橡胶制品的生产。第19页,共55页，2024年2月25日，星期天项目石蜡基橡胶油环烷基橡胶油芳香基橡胶油适应性用量/份适应性用量/份适应性用量/份NR良好5~10良好5~15极好5~15SBR良好5~10极好5~15极好5~50丙烯酸酯橡胶良—良好—良好—NBR不良不适不良不适良好5~30聚硫橡胶不良不适不良不适良好5~25BR良好10~25良好10~25良好—IIR良好10~25良好10~25良好—IR良好5~10良好5~15良好5~15EPM良好10~50极好10~50良好10~50EPDM良好10~50极好10~50良好10~50CR不良不适极好5~15极好10~50橡胶油对各种橡胶的适应性注：橡胶油为中国昆仑牌系列产品项目石蜡基橡胶油环烷基橡胶油芳香基橡胶油适应性用量/份适应性用量/份适应性用量/份NR良好5~10良好5~15极好5~15SBR良好5~10极好5~15极好5~50丙烯酸酯橡胶良—良好—良好—NBR不良不适不良不适良好5~30聚硫橡胶不良不适不良不适良好5~25BR良好10~25良好10~25良好—IIR良好10~25良好10~25良好—IR良好5~10良好5~15良好5~15EPM良好10~50极好10~50良好10~50EPDM良好10~50极好10~50良好10~50CR不良不适极好5~15极好10~50第20页,共55页，2024年2月25日，星期天SBR

一般SBR硫化胶中含有约30%与硫化无关的低相对分子质量部分，。以适宜黏度的橡胶油加入高相对分子质量的SBR中替代低相对分子质量部分，既可保持SBR硫化胶的物理性能，又改善了加工性能，同时降低成本，增大了SBR的产量。第21页,共55页，2024年2月25日，星期天充油SBR品种橡胶名苯乙烯含量[PHR]油品种类油品含量[PHR]Tg[℃]171223.5DAE37.5-50172323.5TDAE32.5-52173232.0MES32.5-51172140.0DAE37.5-30173940.0TDAE37.5-36174040.0MES32.5-44今天许多厂家也生产无标识的充油溶聚丁苯橡胶（LANXESS，DOW，Polumeri，JSR，Asahi…）第22页,共55页，2024年2月25日，星期天充油SBR1778SBR1778组成：Naphthenicoil37.5PHR+23.5%EmulsionSBR100PHRSBR1778基本特性：

充油丁苯橡胶与非充油丁苯橡胶相比具有加工性能好、生热低、低温屈挠寿命长，用作胎面胶牵引力大和耐磨性优良。SBR1778的性能介于芳烃油和石蜡烃油填充的充油胶之间，具有SBR1712加工性能、表面光洁度好等优点。且因环烷油与橡胶的相容性好，制得的充油胶具有颜色稳定、物理机械性能好等特点。SBR1778可广泛应用于浅色或彩色橡胶制品，是生产子午胎和力车胎的优良胶种。第23页,共55页，2024年2月25日，星期天BR

通常BR和NR并用，可使橡胶制品获得更好的物理性能，降低了成本。将充油BR用于制造轮胎，可以延长轮胎的使用寿命，提高轮胎的抗湿滑性能。BR充油可使用环烷基和芳香基橡胶，一般充油质量分数为0.27~0.33。

第24页,共55页，2024年2月25日，星期天EPM、EPDM

橡胶油对EPM、EPDM的影响因聚合物的黏度和第三单体的种类及用量而异。芳香基橡胶油中的芳香稠环会吸收自由基，因此对过氧化物硫化产生影响，不易在快速硫化中使用，石蜡基和高饱和度环烷基橡胶油的加工性能良好，可赋予硫化胶较高的拉伸强度，因此，EPM、EPDM优先使用石蜡基或环烷基橡胶油。第25页,共55页，2024年2月25日，星期天NRNR充油后具有以下特点：柔软性好，易于混炼加工，抗湿滑性能好，可提高轮胎的耐磨性，但抗撕裂性能下降，抗断永久变形大，主要使用于制造雪地防滑轮胎。含油量大的NR硫化胶的物理性能明显低于普通NR硫化胶，而炭黑补强充油NR硫化胶老化后的物理性能保持率较好。对于像NR这样的结晶性橡胶，如果填充稠环芳烃含量大的橡胶油，有可能破坏橡胶分子链的结晶性，使硫化胶的物理性能下降，而使用体积较大，稠环芳烃含量较小的橡胶油，对橡胶分子链的结晶性影响较小，橡胶油的添加量可以增大，因此填充NR的橡胶油主要采用芳香基或环烷基橡胶油。第26页,共55页，2024年2月25日，星期天橡胶助剂

新型硫化剂IS系列不容性硫磺中含有不同用量的填充油，主要是改善橡胶助剂的综合性能，防止混炼过程中尘土飞扬，降低助剂的成本。

充油不容性硫磺优点：

1胶料在存放期内不喷霜，保持胶料组分和性能的均一

2克服因喷霜而造成胶料粘合性能差的缺陷，

3防止对橡胶制品和模具的污染

4在相邻层间无迁移现象

第27页,共55页，2024年2月25日，星期天5在混炼和存放过程中减少焦烧现象，缩短硫化时间，减少硫磺用量，有利于改善制品的耐老化性能。不容性硫磺充油应使用环烷基橡胶油。精制的芳烃油、环烷烃油对不溶性硫黄有良好的分散性和相容性,是良好的橡胶软化剂橡胶助剂第28页,共55页，2024年2月25日，星期天

石蜡基橡胶油与橡胶的相容性最差，加工困难，但稳定性，弹性，拉伸强度较好

芳香基橡胶油与橡胶的相容性最好，加工容易，但稳定性最差，毒性最大

环烷基橡胶油介于两者之间，是一种较理想的橡胶油。小结

第29页,共55页，2024年2月25日，星期天1994年瑞典国家化学产品监察署发表了一篇报告称,附着在橡胶颗粒上的有毒成分,会最终分解成游离粒子而扩散到环境中去,抽提油中富含的多环芳烃成分则对水体生物产生严重危害。

第30页,共55页，2024年2月25日，星期天欧盟开始着手制定禁止轮胎中使用高芳烃油的立法,并研究相关取代物的选择。自2010年1月开始,全面禁止在欧盟境内生产和销售的轮胎使用高芳烃橡胶工艺油无致癌界限:PCA(稠环芳烃)质量分数<0.03第31页,共55页，2024年2月25日，星期天DAE必须尽快地被环保操作油替换！全球每年消耗DAE850,000吨!欧洲每年消耗DAE250,000吨，亚洲每年消耗DAE350,000吨!ExxonMobil:已经于2003-12-31停止生产DAE(Mobilsol系列)Shell&DEA:已经于2004-06-30停止生产DAE(Dealen系列,ExtraktIE)Total/Fina:2007年开始在这方面做较大调整BP:已经停止工艺油方面的业务DAE的应用将减少。第32页,共55页，2024年2月25日，星期天新法规要求EUDirective2005/43/ECArticle3(2)(76/769/EEC)从2010年1月1日起开始生效。用于轮胎的增塑剂必须满足:IP346<3.0%B(a)P<1ppm或8GrimmerPCAs<10ppmBPNMR<0.35第33页,共55页，2024年2月25日，星期天CHENGSHINTIRE第34页,共55页，2024年2月25日，星期天CHENGSHINTIRE第35页,共55页，2024年2月25日，星期天可选择替代DAE的产品包括处理环烷油RAE:残留芳香烃抽出物

TRAE:处理残留芳香烃抽出物

TDAE:处理蒸馏芳香烃抽出物MES:中间抽提溶剂化物的处理烷烃蒸馏物

MES类物质可以加氢处理或溶剂抽提来降低PCA含量.第36页,共55页，2024年2月25日，星期天CHENGSHINTIRE第37页,共55页，2024年2月25日，星期天EPDMBRNR/IRSBRIIR0.800.850.900.951.00粘重常数(VGC)TDAEMESNAPDAE替代物DAERAE第38页,共55页，2024年2月25日，星期天环烷基油取代DAE实验证明,环烷基油可以取代芳烃油于极性的天然胶,丁苯胶,甚至氯丁胶配方中。而经过严格加氢工艺处理的环烷基油同时可以取代石蜡基油作EPDM等非极性橡胶的增塑剂。第39页,共55页，2024年2月25日，星期天尼纳斯橡胶油由于含环烷烃丰富的原油具有很高的溶解能力，尼纳斯公司的产品都由这种原油精炼出来，环烷油几乎不含蜡，这表示油品在很低温度下仍能继续流动。尼纳斯目前有3个系列的橡胶填充油:NyflexNytexNyflexB高精度环烷油三者加氢工艺深度不同第40页,共55页，2024年2月25日，星期天橡胶类型尼纳斯增塑剂产品NyflexBNyflexNytex(VGC0.825)(VGC0.848)(VGC0.860)NRSBRIRBRCRIIREPDM相容性良好可相容相容性较差VCG为粘重常数尼纳斯橡胶油增塑剂相容性图表CHENGSHINTIRE第41页,共55页，2024年2月25日，星期天项目DAETDAENAPMES1MES2颜色D8.0D8.05.52.07.0密度/kg·m-31002939938909910折射率1.5701.5201.5121.5011.501闪点/℃260264525266273倾点/℃+30+27-15-15-6运动黏度（40℃）/mm2·s-11500210785175132运动黏度（100℃）/mm2·s-13114.525.014.212.2粘重常数0.9570.8800.8630.8400.845碳型分配（Ca，Cn，Cp）41/31/2819/23/5811/43/4612/30/5812/32/56硫质量分数0.040.0280.0100.0040.018苯胺点/℃5074859994陶土凝胶分析(极性，芳香，饱和)%10/70/202/43/552/51/471/42/571/52/47PCA质量分数0.200.0130.0120.0140.007苯并芘含量25<1<1<1<1玻璃化温度/℃-43-58-43-63-66DAE替代品的特性数据项目DAETDAENAPMES1MES2颜色D8.0D8.05.52.07.0密度/kg·m-31002939938909910折射率1.5701.5201.5121.5011.501闪点/℃260264525266273倾点/℃+30+27-15-15-6运动黏度（40℃）/mm2·s-11500210785175132运动黏度（100℃）/mm2·s-13114.525.014.212.2粘重常数0.9570.8800.8630.8400.845碳型分配（Ca，Cn，Cp）41/31/2819/23/5811/43/4612/30/5812/32/56硫质量分数0.040.0280.0100.0040.018苯胺点/℃5074859994陶土凝胶分析(极性，芳香，饱和)%10/70/202/43/552/51/471/42/571/52/47PCA质量分数0.200.0130.0120.0140.007苯并芘含量25<1<1<1<1玻璃化温度/℃-43-58-43-63-66一种处理过的环烷油氢化处理溶剂抽提第42页,共55页，2024年2月25日，星期天油对加工性能和物性的影响油黏度混合胶料的门尼？2、物性的影响因素硫含量对硫化性能的影响1、加工性能的影响因素第43页,共55页，2024年2月25日，星期天不同黏度的油对混炼胶门尼黏度的影响EPDM，碳烟，不同黏度的石蜡油第44页,共55页，2024年2月25日，星期天橡胶和增塑剂的混容性对混炼胶门尼黏度的影响第45页,共55页，2024年2月25日，星期天硫含量对硫化的影响矿物油中含有成千上万中碳氢化合物第46页,共55页，2024年2月25日，星期天硫含量对硫化的影响但是矿物油中也含有许多碳、氢元素以外的其它元素素，第47页,共55页，2024年2月25日，星期天硫含量对硫化的影响TDAEHighsulphurTDAELowsulphurDAEHighsulphurDAELowsulphurSulphur[M%]2.70.93.51.1Viscosity（100℃）/mm2·s-118.719.322.825.1StructureAromatic27254340Naphthenic29302825P